在 for 循环中重新排序测试条件:编译器错误?

Reordering test condition in for-loop: compiler bug?

本文关键字：条件 测试 编译器 错误 排序 循环 for 新排序      更新时间：2023-10-16

我有一个存储在数组中的树，我正在尝试找到一个特定的节点：

std::vector<Node> nodes = ...
const unsigned short sentinel = -1;
unsigned short index = 0;
for (Node* node = &nodes[index]; // root node
index != sentinel;
node = &nodes[index])
{
if (foo(*node)) {
index = node->left;
} else {
index = node->right;
}
}

换句话说，没什么特别的。但是，MSVC 2012 失败，尝试访问超出范围的nodes[sentinel]。原来它先计算&nodes[index]，然后测试index。(调试模式，无优化)。

对我来说，这看起来像是一个代码生成错误，但我至少十年没有见过这样的错误。这是未经优化的纯代码。当然，即使进行了重新排列，在测试index之前实际上并没有使用node，并且在x86上拥有这样的越界指针并不是非常不安全，但是MSVC的vector<>正确地断言了该非法索引。

做了一个干净的构建并再次检查了程序集;它是可重复的。树也不是空的，总有一个根节点。

我是否忽略了某些东西，或者这真的是一个严重的编译器错误？

如果你有一个这样的 for 循环：

for (init; cond; step) { body; }

那么这是表达式/语句的执行顺序：

  1. 初始化
  2. cond;在 false 上停止，否则
  3. 身体
  4. 步
  5. cond;在 false 上停止，否则
  6. 身体
  7. 步
  8. 。

换句话说，它是它的同义词：

{
init;
while (cond) {
body;
step;
}
}

在您的情况下，可能会发生身体设置indexsentinel的情况。然后，您希望cond执行并打破循环，但请注意，在每次主体执行之后，step都会在cond之前执行。 这意味着node = &nodes[index]确实会被执行，新值为index，即sentinel。所以VS正在生产它应该生产的东西。

您的循环似乎与传统的for循环完全不同;我认为将其变成一个明确的while循环会更有意义。如果我正在对您的代码进行代码审查，我肯定会要求这样做。

你的代码重写为 while 循环就像

Node* node = &nodes[index]; // root node
while(index != sentinel)
{
{
if (foo(*node)) {
index = node->left;
} else {
index = node->right;
}
}
node = &nodes[index];
}

最后一行可能是对节点的访问[-1]。

我把你的循环重写为

unsigned short index = 0;
do
{
Node* node = &nodes[index];
if (foo(*node)) {
index = node->left;
} else {
index = node->right;
}
} while(index != sentinel);

"select" 没有被破坏。

查看循环是如何执行的。

  1. 初始化Node* node = &nodes[index]

  2. 检查索引index != sentinel。退出？

  3. 环形体。这改变了index！

  4. node = &nodes[index]

  5. 回到 2.

在步骤 3index == -1之后，您可以在步骤 4 中获得超出范围的访问权限。

在for (init; check; step) { body }表达式中，顺序为：init、check，然后它不断重复循环body、step、check，以便在检查之前发生step。

然而，你的循环在这里很奇怪，因为你不需要node参与体外！

您可以轻松地将其重写为：

const unsigned short sentinel = -1;
std::vector<Node> nodes = ...
for (unsigned short index = 0; // root node
index != sentinel;
)
{
Node& node = nodes[index];
if (foo(node)) {
index = node.left;
} else {
index = node.right;
}
}

这不仅更短，而且涉及的变量范围更窄:)

哨兵可能存在错误(如果作者不希望这种行为)：无符号短不能为 -1; 它应该很短...或签名的内容

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